甘肃大地电场的变化特征分析

对甘肃省平凉、松山、古丰、山丹、高台、嘉峪关、瓜州7个台站的地电场分钟值、小时值的日变特征进行了对比,对2012年3月地电场小时值进行了频谱分析,同时结合地磁场H分量、分量应变(固体潮)进行了对比分析。结果表明:1地电场静日的日变化都很明显,呈明显"双峰"和"单谷"形态,并且NS向与EW向变化形态基本相同;各台站同测向及相互之间的自相关系数基本在0.85;不同台站之间同测向的相关系数多数在0.75以上;这是地磁场H分量与固体潮共同影响的结果。2通过频谱分析各台站的优势周期主要以12h和8h为主,但存在差异性,谱值最大相差20倍。3各台站的日变幅也不尽相同,其中,差异性主要表现为与地磁场和固体潮影响量的差异性,并与台站的位置、地质构造、电性结构、浅层电阻率等有很大关系。     

甘肃嘉峪关、瓜州地电场日变化与地电暴差异机理分析

通过甘肃省嘉峪关台地磁场观测资料,研究嘉峪关台、瓜州台磁静日地电场日变化的时频特征波;由地电场分钟值观测数据的时序叠加残差方法,研究嘉峪关、瓜州山的地电暴变化。结果表明:(1)两台地电场静日变化以两次起伏变化为主,无相位差,但两台之间日变幅差异较大;(2)地电场分量变化与地磁场正交分量变化显著相关;地电场与地磁场日变波形不同,极值时间有差异。2个台存在很明显的高频成分,在去除了高频变化后,其优势周期也相同,从大到小依次为12 h、8 h、24 h。地磁场H分量因存在磁暴影响,故高频变化较多,在去除了磁暴影响后,其优势周期从大到小依次为24 h、12 h、8 h;(3)当电磁暴扰动剧烈时,两台可以较清晰地记录到地电暴的完整变化。在发生电磁暴时,地电场与地磁场的相关性明显降低,且不同台、不同测向之间的变化幅度也不尽相同。两台东分量E_Y暴日的日变幅较静日明显增大,磁暴期间Y分量变化率与地电场东分量E_Y观测数据显著相关,由此说明:两台日变幅的不同与台站台址电导率有关,太阳风引起的电离层活动是引起了地电场日变化主因。引起电暴的原因可能不同于引起日变化的原因,主要是两台之间及不同测向之间的浅、深层电阻率和地质构造等诸多因素的结果。     

江苏地区地电场变化特征与差异性分析

处理、分析了江苏省4个台的地电场日变化资料,结合地磁场水平分量H、线应变理论固体潮,研究了地电场日变化特征和差异,得到：（1）4个台地电场日变化明显,主要以12小时的半日波成分最强,8小时周期和全日波成分次之;（2）地电场日变化存在地磁场和固体潮影响。靠近海边及湖泊的台站,受固体潮的影响较为明显,各方向还具有明显的固体潮半月波,但没有像固体潮一样大小的波;而远离江、海、湖的一些台站观测到的地电场日变与地磁水平分量比较相关,其差异性与台站的位置、电性结构有关系。     

新沂台地电场频谱特征的分析与研究

运用快速傅里叶变换与小波分析对新沂地电场不同季节、不同年份的资料与地磁场H分量、连云港体应变资料进行频谱对比分析,结果显示:地电场EW向的,优势周期主要为12 h;地电场NS向的优势周期主要为8h、12h、24 h;地磁场H分量的优势周期主要为8h、12 h、24 h;体应变的优势周期主要为12 h、24h;并且在不同年份、不同季节各物理量的优势周期显著度也不尽相同.从各物理量对应性的结果显示:地电场EW向与体应变吻合度较高;地电场NS向与地磁场的吻合度较高.此对应结果解释了新沂台地电场产生的一种机制.     

地电场日变幅与地电暴分析

利用昌黎台地电场资料分析地电场日变幅季节变化特征,显示有季节效应,EW、SN测向夏季日变幅地震最大,而出现最小值的季节两测向表现不一。分析认为,与地电场观测信号的复杂多样性有关。地电暴可以记录到磁暴急始变幅、初相、主相的变化形态,但由于电场和磁场之间存在一阶差分的关系,并不是所有地电暴都和地磁暴变化一致,甚至有些地电暴没有变化形态,而是出现高频上下起伏的脉冲形式。利用多台地电场资料,对同一个K指数为7的磁暴进行急始变幅、扰动最大变幅分析,结果显示,各台不尽相同,可能与台址介质的电性结构有关。     

中国大陆经纬链地电场日变化

本文应用中国大陆两条经度链和两条纬度链上共37个地电场台站的观测数据,研究了地电场日变化的时/频域特征,结果认为,绝大多数台站的日变化表现为两次起伏的半日波,紧临午前午后出现;按FFT振幅谱由大到小,其主要周期成分依次为12.4/12、8、24 h等,与潮汐调和分量周期一致;纬度效应主要表现为沿经度链的日变化幅度与纬度高/低有关,日变化相位差与当地时差吻合;Loyd季节的J季节日变化幅度最大、E季节其次、D季节最小.讨论了产生日变化主要周期成分的可能原因,认为月日引潮力引起的地面涡旋电流强度变化和太阳风引起的空间电磁活动共同产生了地电日变化的半日波周期成分.     

新沂地电场日变化特征及频谱分析

通过对新沂地电场平静时段资料与地磁场资料对比分析,结果显示:新沂地震台地电场变化和变化磁场密切相关,其中NS向的主体变化和地磁场H分量的变化准同步;EW向主体变化虽与地磁场H分量变化有相同之处,但其变化形态与其反向,且不尽相同.运用快速傅里叶变换进行频谱分析,发现:新沂地电场NS向和EW向与地磁场H分量的优势周期存在不...     

中国大陆地电暴时频特征

基于沿中国大陆两条经度链(118°E,99°E)、两条纬度链(40°N,34°N)的25个台站地电场分钟测量数据,分析了2014年8月至2016年8月共83次地电暴(磁情指数Kp≥5) 的波形特点,认为:地电暴可分为急始型、缓始型两类,一般持续1—3天;地电暴在广大区域同时发生,变化波形相同或相似,表现为明显的广域性特点.讨论了地电暴对地磁暴的变化响应以及不同台站和测道之间地电暴变幅的差异,认为地磁暴期间太阳风等引起的空间电磁场变化与地球介质相互作用激发大地电流产生变化,引起了地电场快变化和地磁场快变化的强烈响应,且地电暴变幅与台址地下介质电导率关系密切,电导率越小,变幅越大.用最大熵谱方法估算了地电暴的主要周期成分,按功率谱密度大小依次约为1.6 h,1 h,15 min,10 min等,而且不同地电暴的优势周期略有不同.      

中国大陆地磁场Z 分量日变幅的时空特征分析

通过分析中国大陆76个地磁台站2008年1月1日至2010年12月31日地磁场Z分量日变幅的时空特征,得到结论如下:①在时间上,回归分析和傅里叶分析结果表明,所有台站地磁Z分量的日变幅均有明显的周期性变化,周期主要有365天、183天、122天、73天等,其中365天的周期振幅最大(即年周期)。②空间上,地磁场Z分量日变幅随纬度整体呈非线性变化,在25°N附近存在拐点(极大值点),在15°～25°N,日变幅随纬度的增加而增加,在25°～50°N,Z的日变幅随纬度的增加而减小。③通过地磁场Z分量日变幅时空分布与等效电流对比,结果显示地磁场Z分量日变幅的时空变化特征主要是由等效电流的时空演化决定的。④若粗略地把地磁场Z分量日变幅最大值所处的纬度视为等效电流的焦点所在的纬度,则焦点所在纬度夏季最高,春秋季次之,冬季最低,逐日焦点变化最大可达10°。     

江苏地区地电暴特征及差异性

利用FFT方法对江苏区域地电场、地磁以及有关台站的钻孔应变数据进行处理,提取频谱特征,对该区各地电台站的地电暴特征进行分析,研究结果表明：①江苏区域地电场各测项地电暴数据与地磁H分量变化趋势接近,但各台地电场不同测项的突跳方向存在各向异性,4个地电台站EW向数据具有一致同向现象,NS向数据有差异性;②由各分量优势周期对应性可知,江苏地区地电场NS向含有的地磁场H分量高于体应变成分,地电场EW向倾向于地磁场H分量与体应变叠加抵消的结果;③当磁暴发生时,地磁H分量变化幅度相同的台站,地电场变化幅度不同,地电台站的地电暴变化特征与其地下结构有关,地下深层阻抗越大,感应电场越大,地电场日变化幅度越大。     

中国大陆地电场日变化特征及影响因素

作为地电场最重要的背景变化组成成分之一,地电场日变化普遍存在。本文选取中国大陆10个地电场台站观测数据,应用时序迭加和谐波分析方法,研究地电场日变化的时间域和空间域基本特征。地电场日变化大多呈现"两峰一谷"或"两谷一峰"的变化特征,日变化特征一年四季基本相同,但是幅度、相位略有差异。此外,利用地磁、地貌、电性结构等资料,对地电场日变化的复杂性及与空间电磁活动、地下电性结构及潮汐相关性进行分析,认为地电场日变化特征本质是受空间电磁活动和地下介质电性结构、水文、地质等因素共同作用的结果。     

电磁卫星地面对比观测原型系统地电场观测资料特征分析

通过对电磁监测试验卫星地面对比观测原型系统中古丰、寺滩和坪城地电场观测数据特征研究,结果表明：（1）3个台站的地电场观测数据均具有较为明显的正常日变化形态;（2）在磁暴发生期间,地电场各测向均记录到了同步的地电暴变化,其最大变幅均明显高于正常日变;（3）寺滩地电场记录到临震前的数据异常现象,在时间和空间上都与地震事件吻合较好。     

地电扰动指数GEI研究

本文应用中国大陆地区11个地电场台站5.5年（2012-01-01—2017-05-31）中磁静日和磁扰日的观测数据,并联系地电场变化敏感响应地下介质非均匀性和空间电磁活动的特点,发展了地电扰动指数,即消除静日地电变化的幅值比地电指数（GEI）.对比各台站的地电指数与地磁指数,87.43%的单台地电指数D与单台地磁指数K在数值上完全相同或相差1,93.75%的单台平均地电指数Ds与单台平均地磁指数[K+0.5]（四舍五入）相同或仅相差1,说明地电指数能用于量化界定地电扰动水平,如同地磁指数量化界定磁扰水平.地电指数将服务于地球电磁环境监测、科学研究等领域,同时也可以用来评估地电场观测数据的质量.     

黑龙江省大地电场观测数据的分析与应用

首先对黑龙江省7个大地电场观测台站的概况进行了简单的介绍,然后评估了大地电场观测数据的效能,分析了大地电场观测的日变化特征和干扰因素以及大地电场的正常场和异常信息。结果表明,典型的干扰主要有降雨、共用电极和地磁暴,其中大磁暴干扰一般会出现在高频信号中并破坏正常的日变形态,其主要表现为多个台站同时出现异常信号。在观测系统和环境因素正常的情况下,只有绥化台、德都台、肇东台、通河台、林甸台、望奎台的大地电场观测曲线有明显的日变化形态,其与地磁日变化形态相似,而密山台由于受到严重的干扰,大地电场观测曲线没有出现较好的日变形态。另外,笔者对一些可能与地震相关的异常现象进行了初步的分析探讨。     

地电暴事件判别方法及特征分析

本文基于我国2015—2018年间地电暴事件,通过对筛选的数据曲线变化特征归纳分析,总结出以下快速准确判断地电暴事件的依据:(1)地电暴发生时,会压制地电场六道观测数据正常日变形态,且变幅是正常日变幅值2倍以上或更大;(2)地电暴事件具有广域同步性,可通过多台观测数据对比判断;(3)地电暴和地磁暴具有同源性,可通过地磁观测来判断;(4)经过上述初判后,还应排除观测系统、自然环境、人为干扰、场地环境事件影响,才能确认为单一地电暴事件。通过对地电暴波形特征的分析,发现一般情况下地电暴变幅与地磁磁情指数—K指数呈正比关系,但是同一台站地电暴变幅在同一K指数下差异较大。不同台站对同一地电暴事件幅度响应不同,仅从变幅来看纬度效应不明显,有局部区域性特点,可能与台站台址条件\,地电场布极方式方位等因素均有关。     

基于小波变换对地磁场变化特征的分析

选用db5小波基函数对嘉峪关、兰州两个台站地磁垂直分量Z进行了小波分解,分析了不同台站间低频(概貌部分)和高频(细节部分)的相关性。结果显示:地磁Z分量在不同台站低频成分相关性较好,而高频部分相关性不明显,其高频部分可能与当地地下介质、地下电导率水平以及观测环境密切相关。     

大地电场变化的频谱特征

处理了中国大陆地区嘉峪关、昌黎、崇明、蒙城、兴济、宝坻和阳原等7个台的地电场观测数据,应用最大熵谱方法研究了大地电场日变化、地电暴等谱成分的特征. 结果表明,大地电场日变化主要是12 h的半日波成分最强, 24~25 h的全日波和8 h周期成分次之; 地电暴是在大尺度空间同步发生的,其谱值高于日变化谱值约2～3个数量级,主要以较长周期成分为主. 这一结果初步解释了大地电场变化的主要谱成分的生成机制.